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科学家利用激光器产生的高能紧凑X射线源,首次实现大型致密物体内部高分辨率无损CT扫描。这项技术有望在航空航天、增材制造等领域发挥重要作用,推动相关行业的创新发展。新型激光驱动方法具有体积小、成本低的优势,能产生更高分辨率的图像。

  来自美国科罗拉多州立大学、洛斯阿拉莫斯国家实验室等机构的科学家,利用激光器产生的高能紧凑X射线源,首次对大型致密物体内部实现高分辨率无损CT扫描。这项技术有望在航空航天、增材制造等多个领域发挥重要作用,推动相关行业的创新发展。相关研究论文已发表于《光学》杂志。

  研究团队使用科罗拉多州立大学研发的ALEPH激光器,生成了强度高达1021瓦/平方厘米的激光。这些高能激光在极短距离内,将电子束加速到极高速度,进而与标靶内的重原子碰撞,产生明亮的X射线。

  医院目前使用的X射线源能量较低,仅为数万电子伏特,而研究使用的X射线源能量高达数百万伏特,且每个X射线脉冲持续时间极短,仅为数万亿分之一秒。这使得研究团队能够利用这些高能X射线进行高分辨率X射线成像以及计算机断层扫描。

  相较于目前工业使用的CT扫描仪,新型激光驱动方法具有体积小、成本低的优势,且能产生更高分辨率的图像。这一技术突破有望推动CT扫描技术的进一步发展。

  研究团队表示,新型光源能量提升了两个数量级,能够在不破坏物体结构的情况下,清晰呈现火箭零件、喷气发动机涡轮叶片等复杂结构内部的详细视图。这一技术将为科学家提供实时捕获喷气发动机内部高分辨率3D图像的能力,同时有望提高3D打印物品的质量。

  研究团队期待高强度激光源能在更多领域得到应用,如研究惯性聚变能、产生高能电子束等,为科技进步贡献力量。

(文章来源:科技日报)